Sieci komputerowe. Sieć komputerowa - grupa komputerów lub innych urządzeń połączonych ze sobą w celu wymiany danych lub współdzielenia różnych zasobów,

Prezentacja na temat: "Sieci komputerowe. Sieć komputerowa - grupa komputerów lub innych urządzeń połączonych ze sobą w celu wymiany danych lub współdzielenia różnych zasobów,"— Zapis prezentacji:

1 Sieci komputerowe

2 Sieć komputerowa - grupa komputerów lub innych urządzeń połączonych ze sobą w celu wymiany danych lub współdzielenia różnych zasobów, na przykład: korzystania ze wspólnych urządzeń, np. drukarek, skanerów, korzystania ze wspólnego oprogramowania, korzystania z centralnej bazy danych, przesyłania informacji między komputerami (komunikaty, listy, pliki).

3 Z punktu widzenia złożoności, sieci komputerowe można podzielić na grupy: LAN (Local Area Network) Jest to najpowszechniej spotykany rodzaj sieci, który składa się z kilkudziesięciu do kilkuset komputerów połączonych w miarę możliwości jednolitym nośnikiem. Sieci te zainstalowane są na niewielkim obszarze (np. w jednym budynku). WAN (Wide Area Network) Większość sieci rozległych to kombinacje sieci lokalnych i dodatkowych połączeń między nimi. Do określenia zasięgu i rozmiaru sieci rozległych, stosowane są następujące terminy: Sieć miejska (MAN - Metropolitan Area Network) Jest to sieć WAN obejmująca niewielki obszar geograficzny. Zasadniczo sieci takie obejmują jedno miasto lub region.

4 Sieć LAN Najczęściej spotykany rodzaj sieci w firmach. Sieci te składają się z kilku do kilkudziesięciu komputerów spiętych ze sobą w konfigurację magistralową, opartą na kanale przewodowym w postaci np. kabla koncentrycznego, lub w gwiazdę (jest to gwiazda logiczna, jednakże fizycznie widziana jest jako szyna- magistrala), jeśli "medium" jest światłowód lub skrętka. Sieć WAN Przykładem tego typu sieci mogą być sieci ISDN (Integrated Services Digital Network) - sieć cyfrowa z integracją usług. ISDN wykorzystuje łącza telefoniczne, istniejące okablowanie sieciowe. Sieć ta daje możliwość transmisji pięciokrotnie szybszej niż przy użyciu modemu. Nie można także zapomnieć o sieci NASK (Naukowa i Akademicka Sieć Komputerowa) i najbardziej chyba znanej sieci WAN, którą jest Internet.

5 LAN

6 Ekstranet (ang. extranet) to rozwiązanie sieciowe polegające na połączeniu dwóch lub większej liczby intranetów za pomocą protokołów sieciowych. Celem tworzenia ekstranetów jest udostępnienie własnych zasobów wzajemnie między organizacjami (przedsiębiorstwami) lub między nimi i ich klientami, przy zabronieniu powszechnego dostępu z sieci Internet. Przeważnie sieć taka występuje w firmach. W ten sposób klienci mogą się lepiej i szybciej zapoznać z ofertą danej firmy, a firmy mogą między sobą lepiej współpracować.. Intranet - sieć komputerowa, ograniczająca się do komputerów np. w firmie lub organizacji. Po zamontowaniu serwera, umożliwiającego korzystanie w obrębie sieci LAN z usług takich, jak strony WWW, poczta elektroniczna etc., czyli usług typowo internetowych, można mówić o intranecie. Do intranetu dostęp mają zazwyczaj tylko pracownicy danej firmy. Intranet przypomina Internet, z tym jednak zastrzeżeniem, że jest ograniczony do wąskiej grupy osób (np. pracowników firmy). Kiedyś intranety działały tylko w zamkniętych sieciach wewnętrznych firm. W obecnych czasach intranet wychodzi poza firmę (można się zalogować do zasobów firmy z Internetu np. poprzez login i hasło lub bardziej zaawansowane zabezpieczenia).

7 Elementy tworzące sieć komputerową serwer sieciowy, zazwyczaj powinien to być komputer o dużej mocy obliczeniowej, zarówno wydajnym jak i pojemnym podsystemie dyskowym niezbędnym do przechowywania oprogramowania i danych użytkowników. Na maszynie tej można uruchomić aplikacje realizujące usługi sieciowe, również nazywane serwerami. komputery - stacje robocze, (terminale), na których instalujemy oprogramowanie sieciowe nazywane klientem. media transmisji - kable miedziane, światłowody, fale radiowe. osprzęt sieciowy - karty sieciowe, modemy, routery, koncentratory (huby), przełączniki (switche), access pointy. zasoby sieciowe - wspólny sprzęt, programy, bazy danych. oprogramowanie sieciowe - to programy komputerowe, dzięki którym możliwe jest przesyłanie informacji między urządzeniami sieciowymi. Rozróżnia się trzy podstawowe rodzaje oprogramowania sieciowego: klient-serwer, host-terminal, peer-to-peer

8 Typy sieci lokalnych Równorzędny Serwerowy Sieci równorzędne (peer-to-peer, czyli każdy-z-każdym) Do zalet sieci równorzędnych należą prosta budowa (uruchomienie i konfiguracja nie wymaga dużej wiedzy) oraz małe koszty (brak wydatków na serwer z oprogramowaniem). Ponadto realizacja sieci może być wykonana na bazie popularnych systemów operacyjnych.

9 klient-serwer (system użytkownik) - system, w którym serwer świadczy usługi dołączonym stacjom roboczym. W systemie tym programy wykonywane są w całości lub częściowo na stacjach roboczych. host-terminal (system baza) - do komputera głównego (hosta) dołączone zostają terminale lub komputery emulujące terminale. W systemie tym programy wykonywane są na hoście.

10 Fizyczne i logiczne topologie sieci Fizyczna topologia to sposób, w który przewody rzeczywiście łączą komputery Logiczna topologia to przepływ danych po sieci od komputera do komputera. To rozróżnienie jest istotne, ponieważ logiczne i fizyczne topologie mogłyby być zupełnie inne.

11 Topologie fizyczne sieci lokalnych Topologia magistrali Topologia gwiazdy Topologię magistrali wyróżnia to, że wszystkie węzły sieci połączone są ze sobą za pomocą pojedynczego, otwartego kabla (czyli umożliwiającego przyłączanie kolejnych urządzeń). Kabel taki obsługuje tylko jeden kanał i nosi nazwę magistrali. Oba końce magistrali muszą być zakończone opornikami ograniczającymi, zwanymi również często terminatorami. Oporniki te chronią przed odbiciami sygnału. Połączenia sieci LAN o topologii gwiazdy z przyłączonymi do niej urządzeniami rozchodzą się z jednego, wspólnego punktu, którym jest koncentrator. Każde urządzenie przyłączone do sieci w tej topologii może uzyskiwać bezpośredni i niezależny od innych urządzeń dostęp do nośnika, dlatego uszkodzenie jednego z kabli powoduje zerwanie połączenia tylko z jednym komputerem i nie wywołuje awarii całej sieci.

12 Topologia pierścienia W sieci o topologii pierścienia (ring) wszystkie komputery są połączone logicznie w okrąg. Dane wędrują po tym okręgu i przechodzą przez każdą z maszyn. W układzie fizycznym sieć pierścieniowa wygląda podobnie jak sieć o topologii gwiazdy. Kluczową różnicą jest urządzenie połączeniowe, nazywane wielostanowiskową jednostką połączeniową (ang. MAU - MultiStation Access Unii). Wewnątrz MAU dane są przekazywane okrężnie od jednej stacji do drugiej.

13 Topologia podwójnego pierścienia W tej topologii (dual-ring) są zazwyczaj tworzone sieci FDDI (ang. Fiber Distributed Data Interface - złącze danych sieci światłowodowych). Sieć FDDI może być wykorzystywana do przyłączania sieci lokalnych (LAN) do sieci miejskich (MAN). Pozwala tworzyć pierścienie o całkowitej długości sięgającej 115 km i przepustowości 100 Mb/s. Na ruch w sieci o topologii podwójnego pierścienia składają się dwa podobne strumienie danych krążące w przeciwnych kierunkach. Jeden z pierścieni jest nazywany głównym (primary), drugi - pomocniczym (secondary). W zwykłych warunkach wszystkie dane krążą po pierścieniu głównym, a pomocniczy pozostaje niewykorzystany. Krąg ten zostaje użyty wyłącznie wtedy, gdy pierścień główny ulega przerwaniu. Następuje wówczas automatyczna rekonfiguracja do korzystania z obwodu pomocniczego i komunikacja nie zostaje przerwana.

14 MAC (ang. Media Access Control) sprzętowy adres karty sieciowej Ethernet i Token Ring, unikalny w skali światowej, nadawany przez producenta danej karty podczas produkcji. Adres IP (Internet Protocol address) to unikatowy numer przyporządkowany urządzeniom sieci komputerowych, protokół IP. Adresy IP są wykorzystywane w Internecie oraz sieciach lokalnych. Adres IP zapisywany jest w postaci czterech oktetów w postaci dziesiętnej oddzielonych od siebie kropkami, np. adres IP: 207.142.131.236 lub 85.147.58.245

15 HARDWARE Karta sieciowa, wejścia BNC (koncentryk) i RJ-45 (skrętka)

16 PCMCIA (ang. Personal Computer Memory Card International Association) to międzynarodowe stowarzyszenie producentów kart pamięci dla komputerów osobistych. Celem organizacji jest wprowadzenie i rozwijanie międzynarodowego standardu kart rozszerzeń dla komputerów przenośnych. Sieć bezprzewodowa WLAN (ang. Wireless LAN) – sieć lokalna zrealizowana bez użycia przewodów.

17 Bezprzewodowa karta sieciowa PCI TP-Link TL-WN551G 54 Mbps jest zgodna ze standardem 802.11g oraz 802.11b. Umożliwia bezprzewodowe podłączenie komputera do sieci lokalnej LAN. Wykorzystuje bezprzewodową technologię RF (Radio Frequency) do wysyłania i odbioru danych.

18 Miniaturowa bezprzewodowa karta sieciowa: oprócz bezprzewodowych standardów 802.11g (54 Mbit/s) i 802.11b (11 Mbit/s), FRITZ!WLAN USB Stick obsługuje także wersję turbo 802.11g++ oferującą przepustowość 125Mbit/s. HP iPAQ Pocket PC h4150 - komputer przenośny jest wyposażony w kartę WLAN i moduł Bluetooth to może oznaczać tylko, że e-maile można wysyłać, chodząc nawet ulicami. Porty komunikacyjne: WLAN 802.11b, Bluetooth, IrDA Procesor: Intel Xscale 400 MHz Pamięć operacyjna: 64 MB SDRAM, 32 MB FlashROM System operacyjny: Windows Mobile 2003 Premium do Pocket PC

19 Kabel koncentryczny, często nazywany "koncentrykiem", składa się z dwóch koncentrycznych (czyli współosiowych) przewodów. Kabel ten jest dosłownie współosiowy, gdyż przewody dzielą wspólną oś. Najczęściej spotykany rodzaj kabla koncentrycznego składa się z pojedynczego przewodu miedzianego, znajdującego się w materiale izolacyjnym. Izolator (lub inaczej dielektryk) jest okolony innym cylindrycznie biegnącym przewodnikiem, którym może być przewód lity lub pleciony, otoczony z kolei następną warstwą izolacyjną.

20 Skrętka (od ang. twisted-pair wire) jest to rodzaj kabla sygnałowego (służącego do przesyłania informacji), który zbudowany jest z jednej lub więcej par skręconych z sobą przewodów miedzianych, przy czym każda z par posiada inną długość skręcenia w celu obniżenia zakłóceń wzajemnych, zwanych przesłuchami. Niestety skręcenie przewodów powoduje równocześnie zawężenie pasma transmisyjnego. Zalety skrętki Do zalet można zaliczyć przede wszystkim dużą prędkość transmisji (do 1000 Mb/s), łatwe diagnozowanie uszkodzeń oraz odporność sieci na poważne awarie (przerwanie kabla unieruchamia najczęściej tylko jeden komputer). Wady skrętki Wada skrętki to mniejsza długość kabla łączącego najodleglejsze maszyny pracujące w sieci, niż jest to możliwe w innych mediach stosowanych w Ethernecie. Nieekranowanej skrętki nie należy ponadto stosować w miejscach występowania dużych zakłóceń elektromagnetycznych. Kabel ten ma także bardzo niską odporność na uszkodzenia mechaniczne.

21 Do łączenia sieci komputerowych używa się również giętkich włókien szklanych, przez które dane są przesyłane z wykorzystaniem światła. Cienkie włókna szklane zamykane są w plastikowe osłony, co umożliwia ich zginanie nie powodując łamania. Nadajnik na jednym końcu światłowodu wyposażony jest w diodę świecącą lub laser, które służą do generowania impulsów świetlnych przesyłanych włóknem szklanym. Odbiornik na drugim końcu używa światłoczułego tranzystora do wykrywania tych impulsów. Zalety kabla światłowodu Impulsy świetlne mogą docierać znacznie dalej niż w przypadku sygnału w kablu miedzianym Światłowody mogą przenosić więcej informacji niż za pomocą sygnałów elektrycznych Wady kabla światłowodu Przy instalowaniu światłowodów konieczny jest specjalny sprzęt do ich łączenia, który wygładza końce włókien w celu umożliwienia przechodzenia przez nie światła Naprawa złamanego włókna jest trudna ze względu trudność znalezienia uszkodzenia oraz konieczności użycia specjalnego sprzętu do łączenia dwu włókien tak, aby światło mogło przechodzić przez miejsce łączenia

22 Koncentrator (ang. hub) - urządzenie łączące wiele komputerów w sieci o topologii gwiazdy. Koncentrator najczęściej podłączany jest do komputera głównego (serwera, często podłączonego do Internetu), zaś do koncentratora podłączane są komputery będące stacjami roboczymi. Do połączenia najczęściej wykorzystuje się kabel UTP skrętka kategorii 5.

23 Przełącznik (przełącznica, komutator, także z ang. switch) – urządzenie łączące segmenty sieci komputerowej, jego zadaniem jest przekazywanie ramek między nimi.

24 Router (poloniz. ruter, trasownik) – urządzenie sieciowe kierujące ruchem (routing, routowanie lub trasowanie). Pierwsze routery z lat sześćdziesiątych były komputerami ogólnego przeznaczenia. Choć w roli routerów można używać zwykłych komputerów, to nowoczesne modele są wysoce wyspecjalizowanymi urządzeniami. Nowoczesne routery zaczynają więc przypominać centrale telefoniczne, obie te technologie coraz bardziej się upodabniają, dlatego prawdopodobnie wkrótce się połączą.

25 Sieci radiowe Wireless LAN Po sukcesie telefonów komórkowych kwestią czasu było wprowadzenie sieci bezprzewodowych, opierających się na podobnych zasadach. I tak w 1997 roku organizacja IEEE ustanowiła normę 802.11 definiującą "radiowy ethernet" znany pod nazwą Wireless LAN (WLAN). Na mocy rozporządzenia Ministerstwa Infrastruktury z dnia 6 sierpnia 2002 częstotliwość 2,4GHz została zwolniona z wszelkich opłat, można więc korzystać z sieci WLAN bez żadnych ograniczeń. Zalety sieci WLAN Jest prosta w montażu. Łatwa diagnoza usterki. Daje duże możliwości rozbudowy (modularność). Nieograniczona swoboda poruszania się. Nie wymaga okablowania. Można ją (przynajmniej teoretycznie) połączyć z kablową siecią LAN. Anteny kierunkowe pozwalają osiągnąć znaczny zasięg sieci. Brak konieczności podłączania jakichkolwiek kabli podczas przyłączania stacji roboczej do sieci. Wady sieci WLAN Na drodze sygnału nie powinno być większych przeszkód. Łatwość podpięcia się do niezabezpieczonych sieci

26 Bluetooth (ang. "niebieski ząb", przybliżona wymowa: blu-tuf). Jest to technologia bezprzewodowej komunikacji krótkiego zasięgu pomiędzy różnymi urządzeniami elektronicznymi, takimi jak klawiatura, komputer, laptop, palmtop, telefon komórkowy i wieloma innymi. Specyfikacja informuje o zasięgu około 10 m, choć w praktyce, w otwartym terenie, może on wynieść nawet do 200 m. Używa fal radiowych w paśmie 2,4 GHz. Bluetooth, został zaprojektowany, aby "zjednoczyć" różne technologie jak: komputery, telefonię komórkową, drukarki, aparaty cyfrowe.

27 PROTOKOŁY Protokoły komunikacyjne to zbiór ścisłych reguł i kroków postępowania, które są automatycznie wykonywane przez urządzenia komunikacyjne w celu nawiązania łączności i wymiany danych. Dzięki temu, że połączenia z użyciem protokołów odbywają się całkowicie automatycznie typowy użytkownik zwykle nie zdaje sobie sprawy z ich istnienia i nie musi o nich nic wiedzieć. TCP - Transmission Control Protocol Aplikacje, dla których istotne jest, żeby dane niezawodnie dotarły do celu, wykorzystują protokół TCP. Zapewnia on prawidłowe przesyłanie danych we właściwej kolejności. Nie zastępuje on protokołu IP, lecz wykorzystuje jego właściwości do nadawania i odbioru. TCP jest niezawodnym protokołem transmisyjnym, zorientowanym połączeniowo. Komputer po upływie określonego czasu wysyła dane ponownie aż do chwili, gdy otrzyma od odbiorcy potwierdzenie, że zostały poprawnie odebrane.

28 IP (ang. Internet Protocol) to protokół komunikacyjny używany powszechnie w Internecie i sieciach lokalnych. Dane w sieciach IP są wysyłane w formie bloków określanych mianem pakietów. W przypadku protokołu IP, przed rozpoczęciem transmisji nie jest zestawiana wirtualna sesja komunikacyjna pomiędzy dwoma hostami, które nie komunikowały się ze sobą wcześniej. Protokół IP jest protokołem zawodnym - nie gwarantuje, że pakiety dotrą do adresata, nie zostaną pofragmentowane, czy też zdublowane, a ponadto mogą dotrzeć do odbiorcy w innej kolejności niż zostały nadane. Niezawodność transmisji danych jest zapewniana przez protokoły warstw wyższych (np. TCP), znajdujących się w hierarchii powyżej warstwy sieciowej.

29 Działanie DHCP Sieci podlegają stałym przemianom - przybywa nowych komputerów, mobilni użytkownicy logują się i wylogowują. Ręczna konfiguracja sieci wymagałaby nieprawdopodobnego nakładu pracy. Protokół DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) rozwiązuje ten problem poprzez dynamiczne przydzielanie adresów IP. W sieci opartej na protokole TCP/IP każdy komputer ma co najmniej jeden adres IP i jedną maskę podsieci; dzięki temu może się komunikować z innymi urządzeniami w sieci. Centralne przydzielanie adresów za pomocą wydzielonego komputera opłaca się już w małej sieci. Administrator uzyskuje w ten sposób kilka korzyści od razu. Konserwacja sieci wymaga mniej czasu, ponieważ odpadają manipulacje przy poszczególnych klientach. Konflikty adresów należą do przeszłości, ponieważ serwer DHCP steruje centralnie przydzielaniem adresów IP.